Люцерна — факультативный перекрестник
энтомофильного типа. Строение её цветка препятствует само- и ветроопылению. Венчик, как и у других бобовых, имеет пять лепестков: два нижних сросшихся в нижней части, образуют
лодочку, два боковых —
вёсла и верхний —
парус. Внутри закрытой лодочки находится
колонка цветка, состоящая из девяти сросшихся основаниями тычиночных нитей, образующих желобок с несросшимися верхними краями, в котором располагается
пестик. Щель между краями желоба прикрывается десятой свободной тычинкой.
В закрытом цветке, готовом к оплодотворению, колонка в лодочке находится в напряжённом состоянии и удерживается от выбрасывания замковым аппаратом цветка — роговидными отростками лепестковых вёсел у основания колонки, входящим в углубление.
Люцерна имеет взрывной тип опыления.
Одиночные дикие
пчёлы при сборе
нектара садятся на лодочку цветка, упираясь головой в парус, просовывают головку и хоботок в трубочку венчика и одновременно нарушают замковый аппарат цветка. Пыльники и рыльце при выбрасывании колонки (триппинге) с силой ударяются в челюсть дикой пчелы, в грудь или в основание горловой выемки, где скапливается комочек пыльцы от разных цветков. Рыльце неопылённого цветка люцерны покрыто плёнкой или пелликулой, под которой находится секрет, состоящий главным образом из липидных глобул и белков, растворённых в жидкой фазе. При вскрывании цветка и ударе рыльца о парус поверхность рыльца нарушается, становится липкой и пыльца, принесённая пчёлами, и с паруса (то есть чужая и собственная) прилипает к нему.
Культурная медоносная пчела собирает нектар не через зев венчика, а сбоку цветка через щель между веслом и парусом, при этом открываются только единичные цветки (1…3 % в полевых условиях), у которых колонка ударяется в горловую выемку и ущемляет хоботок насекомого, поэтому медоносные пчёлы неохотно посещают семенники люцерны или собирают нектар с уже открытых цветков.
Без раскрытия цветков опыление люцерны почти не происходит (менее 1 %). В завязи люцерны закладывается 6…18
семяпочек, однако число зрелых семян в бобе обычно не превышает 2…4, редко 7…9. Уменьшение числа семян в бобе связано с отмиранием зародышевых мешков до опыления и после оплодотворения. Одной из причин образования меньшего числа семян могут быть низкая интенсивность роста и недостаточное число пыльцевых трубок на одну завязь.
Цветение травостоя люцерны в благоприятных условиях продолжается 20…30 дней. Каждая кисть цветёт около 10 дней, ежедневно в ней распускается в среднем пять цветков. Способность пестика к оплодотворению сохраняется в течение 3…5 дней. Наиболее благоприятная для раскрывания цветков, прорастания пыльцы и лёта насекомых опылителей солнечная, сухая, тёплая погода, лучшее время дня — с 11 до 15 часов. В зоне орошаемого земледелия при температуре воздуха 38…40 °C и хорошем
тургоре цветков наблюдается их массовый автотриппинг, ветер в это время может усилить распространение пыльцы, что способствует попаданию её на другие цветки.
Люцерна обладает генетической системой самонесовместимости, то есть собственная пыльца не прорастает или не производит оплодотворения, хотя практически в каждой популяции можно выделить самофертильные формы.